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          國際上首次實現非特定形狀納米樣品單體磁化過程的實驗測量
          文章来源: 徐峰 发布时间: 2019-05-27

            中科院强磁场科学中心薛飞研究团队经过几年潜心探索,在國際上首次實現非特定形狀納米樣品單體磁化過程的實驗測量。研究团队提出并实现一种新的纳米样品转移组装方法,使用一台自主研制的动态悬臂梁测磁装置,成功观测到了纳米颗粒样品中的单磁畴变化。相关技术成果将应用于纳米结构的磁性探测,推动纳米磁性和低维材料磁性实验研究的发展。 

            动态悬臂梁测磁装置利用灵敏悬臂梁,测量样品磁性变化时伴随的样品角动量变化。由于其工作原理的特点,对待测样品的形状和导电性均没有特殊要求,是一种非常有应用潜力的小样品磁表征技术。此前国际范围本领域内,由于缺乏有效的纳米样品转移和组装方法,动态悬臂梁测磁学实验研究的对象局限于一维的纳米线和纳米管。薛飞研究团队实现的纳米样品转移组装方法,利用聚焦离子束(FIB)- 扫描电子显微镜(SEM)双束系统和纳米机械手,能够可靠的将任意形状纳米样品有效转移至用于超灵敏扭矩探测的微纳悬臂梁上。使用该技术,研究团队成功探测到了直径小于100纳米的单个纳米样品中的磁畴翻转,实现的对磁矩探测灵敏度达到了1×10-15 emu量級,比商業振動磁強計靈敏度好一千萬倍。 

            納米磁性結構在很多研究和工業領域都具有重要應用,如拓撲磁性、低維磁性、高密度磁記錄,磁傳感器和生物醫學應用。在這些研究和應用中,納米磁性結構的磁各向異性、矯頑力、飽和磁化的定量分析是十分重要的。受限于磁探測靈敏度,商用振動磁強計無法分辨單個納米樣品磁矩變化。要獲得足夠的信號強度,商用振動磁強計需要同時測量幾百萬個樣品,只能得到這些納米樣品的平均性質和參數。因此,要深入研究納米磁性,就需要對單個納米樣品的磁性進行表征。 

            研究成果以“Method for assembling nanosamples and a cantilever for dynamic cantilever magnetometry”爲題在線發表于美國物理學會著名期刊Physical Review Applied上。該工作得到了顶呱呱彩票主页合肥科學中心技術發展基金、國家自然科學基金和國家重點研發計劃等項目的支持。 

            文章鏈接:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.11.054007        

          納米顆粒轉移流程(1-4);納米顆粒樣品SEM圖(圖5);納米顆粒樣品与悬臂梁装配示意圖(圖6);納米顆粒樣品扫场数据(圖7)。 

              

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